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Ciclo del carbonio

Che cos'è il ciclo del carbonio?

Il ciclo del carbonio è il risultato dell'interazione tra gli organismi viventi e l'ambiente chimico-fisico che li circonda che si scambiano continuamente carbonio presente sotto forme diverse.

Il carbonio è un elemento chimico essenzialmente presente sotto forma di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera, di carbonati nella litosfera e di bicarbonati nelle acque.

Durante il processo di fotosintesi clorofilliana, gli organismi autotrofi operano una massiccia sottrazione di carbonio (pari a circa 40 miliardi di tonnellate ogni anno) sotto forma di CO2.

Il consumo di carbonio effettuato ogni anno dagli organismi acquatici è pari a quello effettuato dagli organismi terrestri (tra gli organismo acquatici il fitoplancton è il maggior consumatore di carbonio).

Malgrado la continua e costante sottrazione di carbonio (sotto forma di CO2) dall'ambiente esterno a opera degli organismi autotrofi, la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera si mantiene pressoché costante e pari mediamente allo 0,03%.

Ciò è dovuto all'attività respiratoria degli organismi vegetali, degli animali e, in generale, di tutti gli organismi eterotrofi.

Mediante il processo di respirazione cellulare si ha infatti il consumo di O2 e la produzione di CO2.

Il ruolo degli oceani nel ciclo del carbonio

Un ruolo importante è svolto anche dal sistema aria-superficie delle acque.

Infatti, se la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera è elevata, una maggiore quantità di CO2 si discioglie nelle acque di laghi, mari e oceani.

Viceversa, se la concentrazione di CO2 nell'atmosfera diminuisce, CO2 si libera dalle acque superficiali nell'atmosfera.

La concentrazione di CO2 che si scioglie nelle acque superficiali è quindi strettamente legata alla pressione parziale di questo gas nell'atmosfera.

Quando la CO2 si scioglie nelle acqua la reazione che avviene è la seguente:

H2O + CO2 <==> H2CO3

Tale reazione può avvenire in entrambi i sensi in quanto si tratta di una reazione all'equilibrio.

Schema riassuntivo del ciclo del carbonio.

Molto importante si rivela anche l'azione demolitrice dei batteri del terreno; stiamo parlando di quei batteri che - provvisti di enzimi cellulosolitici - demoliscono la cellulosa sia in modo aerobico che anaerobico, liberando enormi quantità di CO2 che altrimenti rimarrebbero bloccate nella cellulosa stessa.

Anche in seguito alla combustione dei combustibili fossili (in particolare carbone e petrolio) che avviene in modo massiccio da poco più di un secolo, vengono liberati nell'atmosfera notevoli quantità di CO2.

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